TÓPICOS DE DISEÑO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA
CURSO CURS O INTENSIV INTENSIVO O - TER TERCERA CERA SESIÓN SESIÓN
TÓPICOS DE DISEÑO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA ACCESORIOS Y COMPONENTES DE CONTROL DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA
JUAN QUISPE DE LA CRUZ DISEÑADOR DE TRANSFORMADORES (511) 336-6614, Anexo 345 / 959851510
[email protected] juanquispe@de lcrosa.com.pe www.delcrosa.com.pe
Tercera Sesión 07/05/2021 6:30 pm – pm – 8:30 pm
CONCEPTOS Y CRITERIOS DE DISEÑO DIS EÑO DE TRANSFORMADORES CONTENIDO 01
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío y bajo carga
02
AISLADORES Aisladores de tipo solido, capacitivos, poliméricos. poli méricos.
03
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Termómetro de aceite con y sin contactos, termómetro de bobinado, monitor de temperatura
04
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR Válvula de seguridad y relé de presión súbita
05
RELÉ BUCHHOLZ Y OTROS EQUIPOS Relé buchholz, Analizador de gases, Etc.
CONCEPTOS Y CRITERIOS DE DISEÑO DIS EÑO DE TRANSFORMADORES CONTENIDO 01
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío y bajo carga
02
AISLADORES Aisladores de tipo solido, capacitivos, poliméricos. poli méricos.
03
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Termómetro de aceite con y sin contactos, termómetro de bobinado, monitor de temperatura
04
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR Válvula de seguridad y relé de presión súbita
05
RELÉ BUCHHOLZ Y OTROS EQUIPOS Relé buchholz, Analizador de gases, Etc.
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío Equipo que nos permite modificar los niveles decomo: tensión en el bobinado en vacío (sin tensión y sin corriente), tales
Regulación (mismo nivel nivel de tensión, regulación % a la nominal). Cambio de tensión (diferentes (diferentes niveles de tensión tensión,, YY, YY, YD, DD).
Según su nivel funcionamiento, se clasifican:
Regulación en vacío. Cambio de tensión. Combinados (regulación y cambio de tensión). Altas corrientes.
Altas tensiones. Mando superior. Mando con reenvío. Con y sin señales señales eléctricas (contactos (contactos secos, analógicos) analógicos)
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío Principio de funcionamien funcionamiento to
U
V
W
345 12
Paso: 30 esp.
*
P
C
*
P
C
*
P
C 1
5
5
2
3
3
1
1
2
2
2
4
4
4
6
6
6
Fase U F
1
2
3
4 5 6
Fase V
1
2
3
4 5 6
Fase W
6 5 4 2
F
4 5 6
5
3 1
F
3
P
3 1
F
30 esp.
30 esp.
30 esp.
30 esp.
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador bajo carga
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador bajo carga
El conmutador es un dispositivo usado para variar la relación de transformación con el fin de controlar el nivel de tensión en un sistema eléctrico.
M Man ante tene nerr la te tens nsió ión n regu regula lada da,, tran transf sfir irie iend ndo o corriente de carga del transformador, sin que sea interrumpida.
Su propósi propósito to básico básico es el de va varia riarr el número número de espiras espir as del devanado deva nado regulador regula las cuales cuale s están está n efectivamente conectadas endor, el, circuito cerca del terminal de línea.
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo bajo carga carga - Par Partes tes 1. Cabeza y tapa del CBC 2. Compar Compartim timien iento to de aceite aceite ruptor del CBC 3. Selector de tomas 4. Mando Motor 5. Relé de protección del CBC 6. Tanque de expansión del CBC
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo carg cargaa - Clasif Clasificació icación n Según la instalación
Según el principio de diseño
Según el grupo de conexión
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo bajo carga carga - Oper Operación ación
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo bajo carga carga - Oper Operación ación
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo bajo carga carga - Oper Operación ación
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo bajo carga carga - Oper Operación ación
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo bajo carga carga - Oper Operación ación
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo carga carga - Consid Consideraci eraciones ones Los criterios de mantenimiento mantenimiento de los conmutad conmutadores ores son los siguientes:
El mantenimiento de cambiadores es necesario porque: Desgaste mecánico de las partes móviles
Desgaste eléctrico de los contactos de arqueo
Se producen depósitos de carbón, causados por arcos de conmutación en el aceite aislante del CBC
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador Conmut ador bajo carga carga - Tecnolo ecnología gía
CONCEPTOS Y CRITERIOS DE DISEÑO DIS EÑO DE TRANSFORMADORES CONTENIDO 01
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío y bajo carga
02
AISLADORES Aisladores de tipo solido, capacitivos, poliméricos. poli méricos.
03
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Termómetro de aceite con y sin contactos, termómetro de bobinado, monitor de temperatura
04
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR Válvula de seguridad y relé de presión súbita
05
RELÉ BUCHHOLZ Y OTROS EQUIPOS
Relé buchholz, Analizador de gases, Etc.
AISLADORES Características
Tienen la función de con conducir ducir corrient corrientee a alta tensión vinculando los terminales externos hacia los devanados.
El ma mate teri rial al prin princi cipa pall ut utililiz izad ado o es es:: porcelana, barra de cobre, pernos de acero, anillo de aluminio.
Exis Existe ten n ma mate teri rial ales es polim polimér éric icos os que que reemplazan a la porcelana
AISLADORES Tecnologías: Capacitivos
En caso de alta tensión, los campos eléctricos existentes requieren controlar su distribución dentro o por sobre la su supe perf rfici iciee ex exte teri rior or me medi dian ante te pl plac acas as ec ecua ualiz lizad ador oras as de potencial
Tiene
una toma de prueba que permite realizar ensayos como factor de potencia para verificar el estado del aislador
Comúnme Comúnmente nte se utiliza los aislado aisladores res capacitivo capacitivoss con interior de papel impregnado en aceite y con exterior de porcelana
AISLADORES Tecnologías: Capacitivos OIP: Papel impregnado en aceite
RIP: Papel impregnado en resina
RIS : Material sintético impregnado en resina (desde 2011)
AISLADORES Tecnologías: Capacitivos 1. RIS cuerpo capacitivo de fibra polimérica moldeado con extensiones para transformadores de corriente 2. Aislante de silicona moldeada por inyección 3. Brida principal con taps de pruebas 4. Deflector 5. Terminal de cobre
AISLADORES Tecnologías: Capacitivos Seco libre de aceite aceite y
papel Resistencia a la humedad Baja pérdida dieléctrica (t (tan an δ < 0.35%) Libre de descargas descargas parciales ( In Indic dicaa pos posibl iblee má máxim ximaa operación
0+4 40=100 °C -> Si so sob brepasa sa,, T°desconexión=60+ hay ha y daño daño té térm rmic ico o
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Termómetro de Bobinado TC 2
S2
U TC 1
S1
o u
V
S2
W
v 4 5 3 2 1
w
S1
..
. .
.
.
.
.
TERMÓMETRO DE BOBINADO Termómetro de Bobinado
TERMÓMETRO DE BOBINADO Termómetro de Bobinado
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Monitor de temperatura
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Monitor de temperatura
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Monitor Monit or de temper temperatur aturaa - Input
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Monitor de temperatura
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Monitor de temperatura OPCIONES OPCI ONES Y MEJORAS
TransLife™
Incluye Inclu ye funciones funciones automátic automáticas as de vida consumida, consumid a, pronóstic pronóstico o crítico crítico y perfil de temperatura
Modelado térm Modelado térmico ico básic básico: o: su subida bida de un solo devanado devanado (cál (cálculo culo simp simple) le)
Elevación de un solo devanado para la corriente de carga especificada y la relación de TC
Modelado Modelad o térm térmico ico comp completo leto (cál (cálculo culo avanzad avan zado o n. ° 1)
✓ Included
El devanado programable sube para diferentes modos de enfriamiento, constantes de tiempo y
✓ Included
✓ Included
exponentes Capacidad de conmutación del banco de ventiladores Ejercitador de banco de enfriamiento Bloqueo Bloq ueo por baja temp temperatu eratura ra Capacidad de punto de ajuste de corriente auxiliar
✓ Included
Minimiza la electrificación estática y el encendido garantizando que las bombas permanezcan
✓ Included
apagadas. ("Preenfriamiento" en carga) ("Preenfriamiento"
✓ Included
Revés Revé s de enfr enfriamie iamiento nto estaciona estacionall Cont Contro roll ambi ambien enta tall ad adap apta tati tivo vo
✓ Included
(P (Pro ronó nóst stic ico o de temp temper erat atur ura a am ambi bien ente te))
(Check one)
Yes
X
No
(Check one)
Yes
X
No
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Monitor de temperatura COMMUNICATION COMMUNICA TION - HARDWARE Analog SCADA SCADA Outputs (2 analog c current urrent loops; 0-1 / 4-20mA) USB/RS232 USB/RS2 32 ffront ront setup port RS485 Hard Wired Port
✓
Included
✓
Included
✓
Included X No
RS232 Cable (6 ft.; CAB-044-1 will appear as separate line item)
(Check one)
Yes
RS232 Cable (10 ft.; CAB-044-2 will appear as separate line item)
(Check one)
Yes
X
No
USB to DB9 (CAB-049-1 will appear as a separate line item)
(Check one)
Yes
X
No
COMMUNICATION – PROTOCOL PACKAGE IF THERE IS A PREFERENCE SELECT WHICH PROTOCOLSHOULD PROTOCOLSHOULD BE ACTIVE UPON SUPPLY. SUPPLY. NOTE - ONLY O ONE NE PROTOCOL CAN FUNCTION AT AT A TIME. Qualitrol Communications
✓
DNP V3.00 Protocol [Level 3; Slave] (RS485)
(Check one)
X
Modbus Protocol (RS485)
(Check one)
X
(Check one)
X
ASCII Protocol (RS485)
Yes
Included No
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Monitor de temperatura ANAL OG OUTPUTS (Check (Ch eck One p er Ou tp ut ) Other, Please specify 1 0-1 mA X 4-20 mA
2
0-1 mA
X
4-20 mA
Other, Please specify -
Operates From (Function name): Operates From (Function name):
INDICADOR DE NIVEL DE ACEITE Sin Si n con onttac acttos y co con n co con ntac acttos El nivel de aceite indica la dilatación del aceite del trans transformador formador cu cuando ando opera a los diferentes regímenes de carga
INDICADOR DE NIVEL DE ACEITE Tipo analógico
CONCEPTOS Y CRITERIOS DE DISEÑO DIS EÑO DE TRANSFORMADORES CONTENIDO 01
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío y bajo carga
02
AISLADORES Aisladores de tipo solido, capacitivos, poliméricos. poli méricos.
03
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Termómetro de aceite con y sin contactos, termómetro de bobinado, monitor de temperatura
04
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR Válvula de seguridad y relé de presión súbita
05
RELÉ BUCHHOLZ Y OTROS EQUIPOS
Relé buchholz, Analizador de gases, Etc.
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR EQUIPOS DE PRESIÓN Sobrepresión •
Incre Incremen mento to gradua graduall de la presió presión n inter interna na del Cond ndic ició ión n de fa fall lla a o de pr prue ueba ba Transformador. Co
Diseño Mecánico del Transformador
Vacío •
Aplicació Aplicación n de una presión presión negativa negativa durante el proceso de secado de la parte activa. Condición de pru prueba eba..
resión súbita •
Incre Incremen mento to gradua graduall de la presió presión n inter interna na del Transformador. Cond Condici ición ón de fal falla. la.
Casos Especiales
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR Sobrepresión
Incremento de la temperatura del aceite en la zona superior, a carga nominal
Incremento Increment o de la presión, a carga nominal
Datos de temperatura y presión en un transformador de distribución hermético
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR Vacío 2.5 ) r a b m 2 ( o í c1.5 a V e d 1 n ó i 0.5 s e r P 0
0
5
10
15
20
Tiempo Tiem po (horas) (ho ras)
25
30
35
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR Presión súbita
CONCEPTOS Y CRITERIOS DE DISEÑO DIS EÑO DE TRANSFORMADORES CONTENIDO 01
CONMUTADOR EN VACÍO Y BAJO CARGA Conmutador en vacío y bajo carga
02
AISLADORES Aisladores de tipo solido, capacitivos, poliméricos. poli méricos.
03
TERMÓMETRO DE ACEITE Y BOBINADO Termómetro de aceite con y sin contactos, termómetro de bobinado, monitor de temperatura
04
REQUERIMIENTOS DE PRESIÓN EN EL TRANSFORMADOR Válvula de seguridad y relé de presión súbita
RELÉ BUCHHOLZ Y OTROS EQUIPOS
05 Relé buchholz, Analizador de gases, Etc.
RELE BUCHHOLZ El funcionamiento del relé Buchholz se basa que ante la falla en un trans transfor formad mador or lleno lleno de aceite aceite,, se produc producee la descom descompos posici ición ón del mate material rial aisla aislante nte,, ya sea líquido sólido (papel), a un sobrecalentamiento en la zona (aceite) de fallay/o o de la acción dedebido un intenso campo eléctrico, generando burbujas de gas. Éstas alcanzan el relé (normalmente lleno de aceite) a través de la tubería de conexión del transformador al conservador, donde se monta el relé Buchholz.
Reco comen mendac dacion iones es par paraa ser servic vicio io de dell re relé lé buc buchho hholz lz Re
Revisión visual de la parte exterior del relé buchholz. Revisar el correcto montaje.
Revisar si las válvulas de pase del relé buchholz se encuentren abiertas.
Realizar la purga del relé buchholz.
Realizar la prueba de contactos (no olvidar de sacar el corcho para transporte).
Revisar el cableado de contactos al tablero.
MONITORES DIGIT DIGITALES ALES Monitor de temperatura
Monitor de gases
Monitor de bushing
MONITOR DE GASES Los Los ries riesgo goss asoc asocia iado doss con con sobr sobrec ecar arga ga pueden ser reducidos con monitoreo online:
Monitor Monitoreo eo de Hydrogeno y Monóxido de Ca Carb rbon ono o pr preevi vien enee fal alla lass en el aislamiento.
Se Sensor de hume meda dad d en el acei ceite ais isla lan nte pe perrmit mite eval alu uac ació ión n de humedad en el papel
Hydr Hy dran an M2
Calisto 2
MONITOR DE GASES Cuando el sistema aislante esta bajo stress, gases son producidos en el aceite. Para conocer el estado complejo aceite-papel se necesita conocer el estado del aceite por una parte y por otra parte del papel. Hidrogeno y otros gases para el aceite
Monóxido de carbono para el papel
MONITOR DE GASES hydran an M2 detecta: detecta: El hydr
El Calisto 2 detecta:
Nivel de gases: Esta basado sobre la detección de gases combustibles disueltos en aceite que pasan a través de una membrana hacia un detector de gas electromecánico.
Esta basado en la detección de gases de Hidrogeno Hidrogen o y monóxido de carbono al 100 %
MONITOR DE GASES MO MONIT NITOR OR DE GAS GASES ES-HY -HYDRA DRAN N
MONITOR DE GASES-CALISTO 2
Part arte lat lateral izq izquier ierdo de Hydra Hyd ran n M2
Parte lateral derecho de Hydra Hyd ran n M2
MONITOR DE BUJES Un sistema de Monitoreo de Boquillas en Línea, nos pued pu ede e ap apoy oyar ar a revi revisa sarr y dete detect ctar ar de mane manera ra co cont ntin inua ua alguna falla probable desde su temprana edad, permit per mitien iendo do al Usu Usuari ario o pr prog ogra rama marr y agend agendar ar una libranza para fines de mantenimiento y/o reparación que ayude a evitar consecuencia catastróficas. El equipo monitor de bushing monitorea las Boquillas capa capacit citiv ivaa pudi pudien endo do se serr de al alta ta te tens nsión ión y/ y/o o baja baja te tens nsió ión n a tr traavé véss del del punt punto o ta tap p us usan ando do se sens nsor ores es fa fabr brica icado doss para para ca cada da pr proy oyect ecto. o. Usa Usand ndo o el mis mismo mo adaptador, nos permite medir corrientes de fuga. Es recomendable que tenga un sensor de ambiente para tener un valor a una misma temperatura.
BM – Tree Tech
BMT300- General Electric
IDD - Doble
MONITOR DE BUJES la capacitancia y el factor de disipación son factores importantes en la detección temprana del deterioro del aislamiento en bushings. En cada cada una una de los los bush bushin ingg la corr corrie ient ntee de fug fuga a tra travé véss de la capacitancia C1 a tierra pasa por el tap de medición, siendo esta corriente función de la fase a tierra y de la impedancia de aislamiento. De es esta ta fo forma rma cua cualq lquie uierr alter alteraci ación ón de la impeda impedanci nciaa de aislam aislamien iento to (capacitancia o factor de potencia) se re refl flej ejar aráá en la al alte tera raci ción ón correspondiente la corriente de fuga y se utiliza para la detección de la alteración de laen impedancia La constru ruccción física da origen a un divisor de tensión capacitivo, siendo la porción inferior de este divisor normalmente cortocircuitada aterrando el tap del bushing, de modo que la tensión de relación a tierra sea cero voltios. Pa Para ra que que sea sea po posi sibl blee la me medi dici ción ón de la corri corrien ente te de fug fuga, es este te aterramiento directo debe ser removido y sustituido por el circuito de medición de abaja impedancia para la medición de corriente de fuga.
MONITOR DE BUJES
TECNO TECNOLOG LOGÍA ÍA - RELE DE RUPTURA RUPTURA DE MENBRANA MENBRANA El MBR consiste en un sensor óptico que debe ser instalado sobre la membrana o dentro de la bolsa de caucho (lado del aire aire)) y un unaa un unid idad ad de cont contro roll lo loca caliliza zada da en el pa pane nell de dell transformador. El fun unccion ionam amie ien nto del MBR es esttá bas basado ado en el pri rinc ncip ipiio de la refl refle exi xión ón de la luz uz.. Cuando no hay presencia de aceite, la luz em emit a por por eldeLE LEDemis isor or yescaptada to tota talm lmen ente teelrefl rereceptor flej ejad adaa alóptico. in inte teri rior or, poritid laida cúpula laD-em cápsula por Si, el aceite cubre la cápsula, el efecto reflectivo en el límite de la cúpula cambia, parte de la luz emitida se dispersa en el aceite y la cantidad de luz que alcanza el receptor óptico se reduce, causando desequilibrio en los circuitos de acoplamiento y por lo tanto, la actuación del contacto de señalización.
DESHUMEDECEDOR Respiran aire deshidratación son transparentes tubos huecos que indicador contienende salcolor. químicamente pura de siliciocilindros (sílice) con El aire que se respira en el interior del transformador, debido a la contracción contra cción térmica de la masa de aceite, pasa a través del gel de sílice. Secador Automátic Automático: o:
In Info form rmac acio ione ness en la sa sala la de co cont ntro roll o un unaa red red inteligente Seguridad cuanto al proceso de secado Libre de mantenimiento
Secador conve convencional: ncional: Tiene Tiene una ef efici icienc encia ia me menor nor com compar parada ada secad secador or automática Mayor influencia negativa del grado de sequedad cuando cua ndo inc increm rement entada ada la ve veloc locida idad d del flujo flujo air aire e
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